[发明专利]一种废弃SCR催化剂提钒并制备碱金属氟钛酸盐的方法及其产品和用途

说明书

本发明涉及一种废弃SCR催化剂提钒并制备碱金属氟钛酸盐的方法及其产品和用途，所述方法以废弃SCR催化剂为原料，将其与碱金属化合物混合之后经水热处理或焙烧‑浸出处理后，得到含钒溶液和富含碱金属钛酸盐的固相混合物，之后经酸洗脱硅除杂后，与氢氟酸混合反应，得到碱金属氟钛酸盐，所述方法以废弃SCR催化剂为原料，制备得到高附加值的碱金属氟钛酸盐，同时实现了对废弃SCR催化剂中V元素和Ti元素的回收，其所得产物碱金属氟钛酸盐具有高的品位，所得碱金属氟钛酸盐能作为生产含钒钛合金的原料。

技术领域

本发明属于钒钛化工领域，涉及一种废弃SCR催化剂提钒并制备碱金属氟钛酸盐的方法及其产品和用途。

背景技术

脱硝催化剂主要用于燃煤电站、钢铁、水泥行业的烟气脱硝。商用催化剂多为具有较高活性和选择性的钒钛基系列催化剂，市场占有率90％以上，活性物质为V₂O₅，含量小于2％。脱硝催化剂在使用过程中会因碱金属中毒、催化剂烧结、灰分堵塞等问题造成催化剂的失效，如果SCR废旧催化剂得不到相应的减量化处理，2014～2019年间全国的SCR废旧催化剂将累计达到19万吨。

目前，国内外有关废含钒催化剂处理的研究主要集中在催化剂再生、填埋处理和V元素提取等方面。再生催化剂存在使用活性下降、寿命短、机械强度下降、有毒酸洗液难以处理等问题；填埋处理也不能从根本上解决有毒钒元素浸出问题；V元素的提取工艺复杂，多采用氧化焙烧、碱法水热浸出、酸法浸出等方式，但基本都未实现废含钒催化剂中多组元的高效回收利用。

CN105274341A提出了一种废SCR脱硝催化剂中金属钒和钨浸出的方法，主要包括如下步骤：将废SCR催化剂经粉碎烘干后与无水碳酸钠混合均匀，并在700～900℃温度下焙烧，然后将焙烧后的固体混合物置于稀硫酸溶液中，同时采用磁力搅拌的方式使溶液中的混合物呈悬浮态，在35℃～90℃的温度范围内对固体混合物中的V和W进行浸出，接着对混合溶液进行抽滤，最终得到含有V和W的浸出液。此方案所述方法加入稀酸浸出焙烧物料，钒、钨和钛都会溶出，造成后续分离困难。

CN103484678A提出了一种从废弃钒钨钛基脱硝催化剂中回收钒、钨和钛的方法，主要包括如下步骤：将催化剂制成粒径小于100目的粉末，加入浓碱液；加热使钒、钨和钛与碱反应，生成微溶性的钛酸盐、水溶性钒酸盐和钨酸盐；过滤后得到钛酸盐滤饼，滤饼可制得钛酸盐或钛酸；滤液中加入铵盐析出偏钒酸铵，过滤得到偏钒酸铵和新滤液；新滤液中加入浓酸制得固体钨酸。该方法具有工艺简单、能耗低、固液反应接触好、钒、钨和钛回收率高等优点，但该方法中含钒滤液加入铵盐析出偏钒酸铵，铵盐加入量大，成本高；钛酸盐加水和酸调节pH水解得到钛酸，需要解决废水问题，并且未能充分利用钛酸盐中的钠离子。

因此，开发一种同时具有高的V元素和Ti元素的回收率且产物具有高附加值的废弃SCR催化剂的处理方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃SCR催化剂提钒并制备碱金属氟钛酸盐的方法及其产品和用途，所述方法以废弃SCR催化剂为原料，将其与碱金属化合物混合之后经水热处理或焙烧-浸出处理后，得到含钒溶液和富含碱金属钛酸盐的固相混合物，之后经酸洗脱硅除杂后，与氢氟酸混合反应，得到碱金属氟钛酸盐，所述方法以废弃SCR催化剂为原料，制备得到高附加值的碱金属氟钛酸盐，同时实现了对废弃SCR催化剂中V元素和Ti元素的回收，其所得产物碱金属氟钛酸盐具有高的品位，所得碱金属氟钛酸盐能作为生产含钒钛合金的原料。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种废弃SCR催化剂提钒并制备碱金属氟钛酸盐的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将废弃SCR催化剂、碱金属化合物和水混合，进行水热处理，得到含钒溶液和固相混合物；

或将废弃SCR催化剂与碱金属化合物混合，之后经焙烧，浸出，得到含钒溶液和固相混合物；